Lumière sur l’auto-organisation de revêtements nanostructurés par laser ultrabref

Depuis quelques années, le groupe dirigé par Nathalie DESTOUCHES, professeure au laboratoire Hubert Curien (LabHC, UDL, UJM, St-Etienne) développe une activité de recherche sur l’auto-organisation de nano-particules métalliques induite par une illumination laser dans des films diélectriques à des visées d’applications optiques liant propriétés plasmoniques et photoniques (utiles notamment pour la nano-inscription dichroïque ou l’encodage visuel), et présentant des potentialités pour utilisation en photocatalyse et/ou pour cellules solaires. La taille évidemment nanométrique des particules (argent introduit sous forme de sel AgNO₃) ainsi que la faible épaisseur des films (TiO₂ mésoporeux de quelques dixièmes de µm au plus) requiert l’utilisation de la microscopie électronique pour une caractérisation fine et une meilleure compréhension.

Une collaboration fructueuse s’est ainsi instaurée entre le LabHC et MATEIS au travers des groupes Nanoparticules et SNMS [1] et a fait l'objet de nombreuses études sur les instruments accessibles au CLYM (FIB, TEM, ETEM), certaines dans le cadre du réseau national METSA.

Le dernier travail publié dans la revue ACS Nano marque une nouvelle avancée dans le domaine de l'auto-organisation de la matière induite par laser en démontrant la possibilité de créer une double organisation de réseaux 2D de particules, conférant aux couches ainsi "sculptées" par l’action d’un laser femtoseconde des propriétés optiques particulières de diffraction et guidage d’ondes. Le faisceau lumineux qui balaie la surface du film induit, par une combinaison de phénomènes complexes (transferts de charges, ‘plasmo-thermie’, germination-croissance et dissolution), des alignements réguliers de nano-particules contrôlables sur de grandes surfaces.

Un magnifique exemple de collaboration interdisciplinaire intra-UDL sur le long terme qui renforce une thématique porteuse de collaborations fructueuses avec des laboratoires lyonnais (LMI, IN2P3), nationaux (ICB, IMEP-LAHC, IS2M, CEMES) et internationaux (LBNL-Berkeley, IO-CSIC-Madrid).